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行动医疗藉半导体与 ICT 平台 更易进军蓝海

阅读802| 发布: 2018-01-23 15:16 | 点赞: 324

行动医疗藉半导体与 ICT 平台 更易进军蓝海

穿戴式装置结合医疗是目前檯面上发展行动穿戴装置业者的共同目标,市场潜力无穷,不过专家指出,结合半导体技术以侦测人体各项生理数据,才能大幅降低成本并且商品化,同时发展过程中必须着重服务的过程建构与重视使用者体验,才能为市场接受。

整合行动医疗平台可大幅降低成本普及更多人

穿戴式装置试图发展的行动医疗概念,其实在十年前就已经萌芽。在「2014 掌握行动医疗照护关键技术研讨会」中,曾任万芳医院与台北医大副院长的卫生福利部资讯处长许明晖说,最早的行动医疗指的是方便医护人员诊疗过程的思维,并不是从病人角度出发。

在 SARS 期间他们试办利用 PDA  外加 RFID 插卡做天线以连线,虽然曾被当时的医护人员抱怨製造更多压力,但是到了现在,每家医院都透过手机 APP 做挂号系统,台大医院还能做到依照医师过往看诊历史,判断个别民众可能要待诊多久,以提供看诊民众更精确的讯息,这已经不是单纯的资讯传递,而是有了更多应用。

行动医疗藉半导体与 ICT 平台 更易进军蓝海SARS 期间的行动医疗是 PDA 加上外接 RFID (Photo Credit: 许明晖)

他认为行动医疗市场有进入门槛,但其实是一片蓝海,不仅仅是台湾市场。他指出,台湾医疗花费约佔 GDP 6.6%~6.7%,但以美国来看,他们用 GDP 17% 投注在医疗保健,如果利用结合资讯科技与通讯技术的 ICT 产业,可以将利用行动装置照顾健康推广到一般大众,单就美国来看,可让原本 17% 的比例上看到 20%。

透过一个 ICT 平台结合各方资源,可让整体成本支出下降,他举例表示,现在进行一次 DNA 检测要 10 万元台币,将来只要 500 美元。而在血压、血糖各种资料都很多了,未来重点就是将资料统合的加值应用。

传统半导体技术成本低也简易

行动医疗装置从技术面来看,与传统半导体技术结合,未来有很大的发展空间。台湾大学电机工程学系教授吕学士表示,半导体是发展成熟的产业,能够大量生产以降低成本,也能针对不同需求弹性调整设计。以侦测 DNA 序列为例,传统的做法必须先将 DNA 样本处理完毕,再与预先製作好的阵列晶片接触比对,最后再用照萤光的方式寻找发生反应的部位以确定结果,过程较複杂,且用光照的工程也比较浩大。

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传统的 DNA 序列检测法 (Photo Credit: 吕学士)

但是半导体可以有两种做法,一种是将已知 DNA 序列放置在一个悬臂樑形状装置上,当要检测的 DNA 样本与之接触,双方会结合,悬臂樑会开始弯曲,造成电阻值改变,而设计电路去侦测电阻的变化是容易的。另一种做法是利用正负电相吸的原理,让蛋白质抗原的正电特性与侦测晶片上的负电奈米线接触,然后同样利用电子侦测看结果。

行动医疗藉半导体与 ICT 平台 更易进军蓝海
悬臂樑弯曲会造成电阻值改变 (Photo Credit: 吕学士)行动医疗藉半导体与 ICT 平台 更易进军蓝海
正负电相吸原理以观察不同 DNA 序列 (Photo Credit: 吕学士)

测量血糖的方式也很简单。利用一种特定水胶遇到葡萄糖会膨胀的特性,当样本接触到水胶,水胶膨胀就会挤压到电路,造成电容改变,最后侦测电容变化就可得知结果。另外可以利用离子感测场效电晶体 (ISFET) 原理,针对被覆层对氢离子敏感的特性,侦测电解质中氢离子,以判定酸硷值。

行动医疗藉半导体与 ICT 平台 更易进军蓝海
水胶遇到葡萄糖膨胀,就会挤压电路造成电容改变 (Photo Credit: 吕学士)
行动医疗藉半导体与 ICT 平台 更易进军蓝海
离子感测场效电晶体原理可以测量酸硷值 (Photo Credit: 吕学士)

吕学士表示,侦测出的讯号需要发送到外部的装置如手机,因此需要发讯器,将所有相关装置全部做在一个晶片上,就可以将侦测到讯号发送一次完成。除了感测元件,不管是什幺仪器如果有同样一个处理资料的电路设计,如同电视机用的万用遥控器,便可大量生产,降低成本,同时也能让更多人有机会使用。

量测讯号要无感,服务要有感

台北科技大学电脑与通讯研究所教授李仁贵指出,行动医疗面临的课题有移动中侦测準确度、舒适感、有趣味、有效等方面,其中针对实际使用过程的人机界面、使用者经验是不可忽视的一环。

李仁贵说,「量测讯号要无感,服务要有感」。他了解到行动医疗装置如果使用麻烦、使用者感受不到好处,效果就会打折扣。以他研究智慧型衣服为例,将装置藏在衣服里固然可以无感侦测,但使用者还是可能不穿。如果强调保暖,使用者感受到衣服有用了,才能顺便测到讯号。

行动医疗藉半导体与 ICT 平台 更易进军蓝海
行动医疗装置要无感量测才能被使用者接受 (Photo Credit: 李仁贵)

许多人在慢跑时会听音乐,目前李仁贵的另一项研究就是透过透过耳机测量血氧、心率与体温,必须要克服移动中的人体测量各项数据的困难,以及解决数据因移动的关係可能造成的误差。他表示,行动装置如果不被医师信赖也是枉然,就好像为什幺电子血压计已经问市很久,为何医护人员仍有使用传统的水银血压计?就是因为其实电子血压计只能测到收缩压而测不到舒张压,舒张压的数据其实是推算出来的。

(Cover Photo Credit: 博通)

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